Az osteoarthritis kísérleti modellezése állatokban

CRN Pritzker (1994) definiált kísérleti modelljét bármely olyan betegség állatokban, mint a „homogén állatcsoport, amelyben van egy öröklött, természetes úton szerzett vagy kísérletesen indukált biológiai folyamat van kitéve a tudományos kutatás, hogy egy vagy több paraméter hasonló betegséget az emberben.” Osteoarthritis állati modellek hasznosak tanulmányozására alakulását strukturális változások a közös szövetekben, hogy meghatározzuk, hogy a különböző kockázati tényezők kezdeményez, vagy hozzájárulnak a megjelenése ezeket a változásokat, valamint az értékelésére terápiás intézkedéseket alkalmazzák. Nem szabad elfelejteni, hogy az osteoarthritis - betegség senki sem szöveti - porc, és az összes érintett ízületi szövetekben, beleértve a porc alatti csont, ízületi hártya, meniszkusz, ínszalagok, ízület körüli izmok és afferens idegvégződések fekvő mind kívül és belül az ízületi tok. Az állatmodellekben végzett farmakológiai hatóanyagok jelenlegi vizsgálatai elsősorban az izületi porcokra gyakorolt hatásukra összpontosítanak. A kísérleti modellekben lehetetlen értékelni az osteoarthritis fő tünetét embereknél - ízületi fájdalom. Ugyanakkor a szimulációban az osteoarthritis állatokban nem veszi figyelembe számos olyan fontos tényező, amely hozzájárul a fejlesztési és csontritkulás kifejlődésének (pl függőleges testhelyzet, gyengeség ízület körüli izmok és mások.).

Természetesen a betegség legnyilvánvalóbb modellje az, amely a legnagyobb hasonlóságot mutat az emberi csont-artritisz változásával. Az állatok osteoartrózisának legérdekesebb modelleit a DMOAD (OA-kórokozókkal módosító betegségek) hatásosságát vizsgáló tanulmányok mutatják be. Annak ellenére, hogy számos gyógyszer ebben a csoportban megakadályozza vagy lelassítja a kísérletileg kiváltott vagy spontán osteoarthritis állatokon történő progresszióját, az emberi hatásuk tanulmányozása során mindannyian hatástalannak bizonyultak.

Osteoartritisz modellek állatokban

Modellező mechanizmus	Az állatok fajta	Indukáló faktor / szer	Forrás
Spontán osteoarthritis	Tengerimalacok	Kor / túlsúly	Bendele AM et al., 1989
	Egerek STR / ORT, STR / INS	Genetikai hajlam	A Gupta EP és munkatársai, 1993 Dunham J. és munkatársai, 1989, Dunham J. Et al., 1990
	Fekete egér C57	Genetikai hajlam	OkabeT., 1989, StabescyR. Et al., 1993 Takahama A. 1990 van der Kraan PM és munkatársai, 1990
	Egerek	Kollagén II mutáció	GarofaloS. Etal., 1991
	Egerek	Kollagén IX mutáció	NakataK. Etal, 1993
	Kutyák	Hip dysplasia	SmaleG. Etal., 1995
	Főemlősök	Genetikai hajlam	Alexander CJ, 1994 Carlson CS et al., 1994 ChateauvertJ.M. Etal., 1990
Kémiailag indukált osteoarthritis	Csirkék	Jód-acetát a / s *	Kalbhen DA, 1987
	Nyulak	Papain in / s	MarcelonG. Et al., 1976 CoulaisY. Et al., 1983 CoulaisY. Et al., 1984
	Tengerimalacok	Papain in / s	TanakaH. Etal., 1992
	Kutyák	Chymopapain a / s-ban	Leipold HR et al., 1989
	Egerek	Papain in / s	Van der Kraan PM és munkatársai, 1989
	Egerek	Kollagenáz be / együtt	Van der Kraan PM és munkatársai, 1989
	Egerek	TGF-R w / s	Van den Berg WB. 1995
	Nyulak	Hypertonic NaCl oldat	VasilevV. Etal. 1992
Fizikai (műtéti) indukciós-roving osteoarthritis	Kutyák	Az elülső keresztszalag metszéspontja (egyoldalú)	Marshall JL et al., 1971 Brandt KD, 1994
	Kutyák	Az elülső keresztszalag metszéspontja (bilaterális)	Marshall KW. Chan AD, 1996
	Nyulak	Kereszt elülső keresztszalag	Christensen SB, 1983 VignonE. Etal., 1991
	Juh	Meniskэktomiya	Ghosh P. Et al., 1993
	Nyulak	Meniskэktomiya	FamA.G. Etal., 1995 Moskowitz RW, Goldberg VM, 1987
	Tengerimalacok	Meniskэktomiya	Bendele AM, 1987
	Tengerimalacok	Mioektomiya	ArseverC.L, BoleG.G., 1986 LaytonM.W. Etal., 1987 Dedrick DK et al., 1991
	Nyulak	A patella zúzódása	OegemaT.RJ és munkatársai, 1993, MazieresB. Etal., 1990
	Nyulak	Immobilizáció	Langenskiold A. és munkatársai, 1979, Videman, 1982, 1982
	Kutyák	Immobilizáció	Howell DS et al., 1992 Ratcliffe A. és munkatársai, 1994 PalmoskiM., Brandt KD, 1981
	Kutyák	Denerváció az elülső keresztszalag következő metszéspontjával	VilenskyJA et al., 1994

* in / s - intraarticularly.

Fizikailag és kémiailag indukált modelljében osteoarthritis nagyon népszerű abban a pillanatban, de valószínűleg, hogy tükrözze a folyamatok fordulnak elő a másodlagos osteoarthritis emberekben, mint az idiopátiás. Ezek alternatívái a spontán osteoarthritis modellek kétpólusú főemlősökben és négylábú állatokban.

Egyes szerzők nagyon szkeptikusak az osteoarthritis állatok általános modellezésénél. Tehát MEJ Billingham (1998) szerint az osteoarthritic módosító szerek felfedezésére szolgáló modellek használata "... Drága kaland".

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11]

A spontán osteoarthritis modelljei

Az egerek gyakorlatilag minden beltenyésztett vonala különböző súlyosságú és lokalizációs osteoarthritist okoz. A legmagasabb előfordulási osteoarthritis és legsúlyosabb a betegség lefolyása figyelhető meg olyan egerekben vonalak STR / ORT és STR / INS. Az STR / ORT egerek között gyakoribb a betegség, sokkal súlyosabb a férfiakban, mint a nőknél. Az ízületi porc elsődleges károsodása a sípcsont középső részén jelentkezik. Azt feltételezték, hogy a megjelenése a porc elváltozásainak a patella megelőzi keverési, azonban RG Evans és munkatársai (1994) és S. Collins és munkatársai (1994) azt találták, hogy az összes egér e vonal porckárosodás fejlesztették ki, hogy 11 hónap, de egyáltalán nem kimutatható elmozdulás patella . Ugyanezek a szerzők megállapították, hogy változások az ízületi porcok egerek STR / ORT vonalak gyakran előzi porcsejtek-osteoblastos metaplasia az inak és szalagok körül az érintett térd ízületek, ami azt jelzi, a kiemelt ezeket a változtatásokat patogenézisében osteoarthritis ebben a modellben. Lehetőség van arra, hogy az elsődleges kalcifikációja szalagok és inak változik mechanikai nyomást gyakorol az ízületi struktúrák és további változásokat az izületi porc a törekvést tükrözik, fenntartani a normális terhelés a közös. Ellentétben a modellek segítségével tengerimalacok és makákókban, amelynek porcdegeneráció megelőzik változások a porc melletti csont egerekben STR / ORT vonalak és STR / INS porc melletti sclerosis később jelenik meg.

Ennek az osteoarthritis modellnek az előnye az állatok kis mérete, amely a kísérleti farmakológiai hatóanyag minimális kiadását igényli. A méret azonban hátránya is, hiszen az egereknél a biokémiai, patohisztológiai porc analízis nehéz.

Kutatás А.М. Bendele, JE Hulman (1988), A.M. Bendel és munkatársai (1989), valamint az SCR Meacock és munkatársai (1990), szentelt a tanulmány a természetes története spontán osteoarthritis tengerimalacokban, intenzívebb érdeklődés a betegség modellben. 13 hónapos kora óta a Dunkin Hurtley vonalbeli összes hímivarú tengerimalac degenerálódik az ízületi porcban. Hasonló változások vannak a nőknél kissé később, és enyhébbek. 1 éves korban az ízületi porc teljes elvesztése figyelhető meg a combcsont mediális kondilusában és a sípcsont lemezében. A megnövekedett testtömeg tengeri svinoklinii Dunkin Hurtley súlyosbítja a betegség és testtömeg-csökkenése kisebb, mint 900 g, és javítja a során az osteoarthritis. 8 hetes korban a szubchondralis csontban bekövetkezett változások már megfigyelhetők ebben a modellben. Ez utóbbi megelőzi a porc károsodását. A térdízületek keresztszalagjaiban bekövetkező változások felgyorsíthatják a csontszövet átalakulását.

Spontán osteoarthritis alakul ki rhesus és cynomolgus majmokban. Az osteoarthritis kísérleti modelljének létrehozására használt más állatok főemlősök nagyon fontos előnye, hogy kétpásztáztak. A betegség közép- és öregkorú egyéneknél alakul ki. A korai szövettani leletek a szubchondralis csont sűrűsödése, majd az izületi porc artikulálása a bollyleb csont mediális lemezében. Később az oldalsó lemez részt vesz az eljárásban. Érdemes megjegyezni, hogy az izületi porc degenerációja csak akkor kezdődik meg, ha a subchondralis csont vastagsága eléri a 400 μm-t. Az osteoarthritis előfordulási gyakorisága és súlyossága a makákókban az életkorral együtt fordul elő, de ezeket a paramétereket nem befolyásolja a nem és a testsúly. Mostanáig a főemlősök osteoarthritis modelleit nem alkalmazták a DMOAD-k hatékonyságának tanulmányozására.

A fizikailag (műtéttel) indukált osteoarthritis modellek

Modellje osteoarthritis, alapuló sebészetileg indukált lazasága a térd, a változó a mechanikai nyomás rajtuk, a leggyakrabban használt a kutyák és nyulak. A legszélesebb körben használt modell a keresztszalag keresztezése a kutyáknál. Amikor létrehoz egy sebészeti modell osteoarthritis nyulak alkalmazásával általi működtetés metszéspontig kimetszése cruciate szalagok és a mediális biztosíték ínszalag vagy anélkül, a részleges vagy teljes meniszkusz-kimetszés, sebészeti szakadás meniszkusz. A tengerimalacok az osteoarthritis sebészeti modelleit írják le, melyeket a kereszteződés és a szalagok áthaladásával hoztak létre, részleges meniscectomia. A tengerimalacok részleges meniszkti-tómiája 2 héten keresztül osteophyták kialakulását eredményezi, és az ízületi porcok túlzott degenerálódását 6 héten keresztül végzik.

Egészen a közelmúltig a modell osteoarthritis kutyákban kialakuló átlépése után a elülső keresztszalag, szkeptikus hiányában fekélyesedés porc és jelentős a betegség progresszióját megfigyelt osteoarthritis emberekben. JL Marshall és S. - E. Olsson (1971) azt találta, hogy a változások a szövetekben a térdízület kutyák után 2 évvel a műtét után szinte nem különbözik a regisztrált közvetlenül azután. A szerzők azt javasolta, hogy a mechanikai tényezők (például fibrózis az ízületi kapszula és képződését osteophytes) stabilizálja rendezetlen után térdízület műtét és megakadályozzák a további előrehaladását az ízületi porc károsodásában. Azt is javasolták, hogy ez a modell a porckárosodás és a javítás modellje, és nem az osteoarthritis modellje. Azonban, a kutatási eredmények által végzett KD Brandt és munkatársai (1991), amely hosszabb, tanulmányozta a változások dinamikája a szövetekben a térd, destabilizált metszi a elülső keresztszalag, cáfolta a feltételezés a korábbi szerzők.

SA McDevitt és munkatársai (1973, 1977) megállapította, hogy az első napon átlépése után a cruciate ínszalagok növeli proteoglikánszintézist kondrociták ízületi porc. A 64 hét után indukálása műtéti instabilitása a térd ízületi porc vastagsága nagyobb volt, mint a normál, bár a biokémiai, metabolikus és szövettani változások az abban megegyeznek osteoarthritis. Ez megvastagodása a porc jár fokozott a proteoglikánok szintézisét és azok nagy koncentrációban az izületi porc. Használata mágneses rezonancia képalkotás (MPT), ME Adams és KD Brandt (1991) kimutatta, hogy átlépése után a cruciate ínszalagok porc hypertrophia tartjuk 36 hónapig a jövőben van egy fokozatos elvesztése a porc, hogy miután 45 hónap sokat az ízületi felületén nincsenek porc. A porcok morfológiai vizsgálata 54 hónappal a műtét után megerősítette az MRI eredményeit. Így M.E. Adams és KD Brandt (1991) kimutatták, hogy sebészileg indukált instabilitása a térdízület kutyáknál lehet tekinteni egy modell OA.

Az ízületi porc hypertrophiás javításának jelenségét jól illusztrálja az osteoarthritis fent leírt modellje kutyákban. Ismeretes azonban, hogy ez a jelenség nemcsak annak tulajdonítható. Hipertrófiáját az izületi porc, amelyet a reparatív karakter is ismert, először az osteoarthritises betegeknél EGL Bywaters (1937), és ezt követően LC Johnson. Az is kimutatható más modellek osteoarthritis - nyulakban után részleges meniszkusz-kimetszés (. Vignon E. és munkatársai, 1983), rhesus makákókban porc hypertrophia spontán fejlődik.

Dátum Leírás patogenezisének van főként a progresszív „veszteség” a porc, de a szerzők gyakran figyelmen kívül hagyják a megvastagodása és megnövekedett a proteoglikánok szintézisét, amely megfelel a homeosztatikus fázis stabilizált osteoarthritis. Ebben a fázisban a porc javítása kompenzálja a veszteségét, és hosszú ideig fenn tudja tartani a kötést funkcionális állapotban. De reparatív szövet gyakran nem tud megbirkózni a megbízott mechanikai igénybevétel, ahogyan azt az egészséges ízületi porc, ami ahhoz vezet, hogy képtelenek fenntartani a normális kondrocita mátrix kompozíció és csökkenti a proteoglikánok szintézisét. Az osteoarthritis végső foka fejlődik.

Sharko arthropathiájának vizsgálata a sebészeti úton indukált osteoarthritis modellezésének neurogén gyorsulásához vezetett. Charcot arthropathia jellemző a súlyos ízületi károsodásban, ízületi „egerek”, folyadékgyülem a közös, szalag instabilitás, az új csont kialakulását és a porc belül a közös. Az általános fogalma a patogenezisében Charcot arthropathia (neurogén) megszakad, érzékelési jeleket proprioceptorok és nociceptorok végtagjai a központi idegrendszerben (CNS). Hogy gyorsítsa fel a csontritkulás kifejlődésének által indukált metszéspontja elülső keresztszalag kutyáknál a műtét előtt, vagy kimetszéssel működik gangliyektomiyu ideg beidegző közös, ami a megjelenése ízületi eróziót már az első héten a műtét után. Érdekes, az új DMOAD Diacerein kiderült, hogy hatékony, ha a lassan progrediáló (neurológiailag intakt) osteoarthritis modellek, de a neurogén gyorsított osteoarthritis kísérleti gyógyszer hatástalan volt.

Összefoglalva, meg kell jegyezni, hogy lehetetlen, hogy teljes mértékben értékelni a személyazonosságát kísérleti modelljét osteoarthritis és osteoarthritis az emberben, mert az etiológiája és patogenezise a pontos hatásmechanizmus a betegség eddig nem tisztázott. Amint azt korábban, a fő cél a kísérleti modellek segítségével az osteoarthritis állatokban, hogy használja őket, hogy értékelje a hatékonyságát az új gyógyszerek, főleg a „módosítja a betegség.” Annak a valószínűsége, hogy az eredmények a kezelés egy állat egybeesik az eredményeket a kísérleti farmakológiai szer emberben, továbbá nem lehet meghatározni. NS Doherty és munkatársai (1998) középpontjában a szignifikáns különbséget a típusú állatok modellezéshez használt osteoarthritis, tekintve a különböző fejlődési a patológia különböző neurotranszmitterek, receptorok, enzimek, ami a részrehajló extrapolációja terápiás aktivitását új gyógyszerek használt állatok férfi . Egy példa erre a NSAID-k nagy hatékonysága a gyulladásos arthritis modellezésében rágcsálókban. Ez oda vezetett, hogy újraértékelése hatékonyságának NSAID-ok emberekben, ami a prosztaglandinok nem alapvető szerepet játszanak a betegség patogenezisében, amit játszanak rágcsálók és klinikai hatékonyságát NSAID korlátozódik tüneteinek kezelésére, nem pedig a betegség módosítására.

Ugyanakkor az új farmakológiai hatóanyagok alábecsülése állatmodellek hatékonyságának tanulmányozása során potenciálisan hatásos terápiás szerek emberveszteséghez vezethetnek. Például, aranysók, penicillamin, a klorokin, szulfaszalazin, amelynek egy bizonyos hatást a reumatoid artritisz kezelésében nem teljesen hatékony állatokban, amelyet szkrínelésére alkalmazott anti-reumás gyógyszerekkel.

Ellentétben állat szimulált a beteg reakciójától osteoarthritis és osteoarthritis DMOAD kezelés nagymértékben függ a kollagenáz - egy enzim, amelyről úgy véljük, hogy aktívan részt vesz a patogenezisében osteoarthritis. A rágcsálók szimulált OA gyakran inhibitorok intersticiális kollagenáz (kollagenáz-1 vagy a mátrix metalloproteináz (MMP) -1), de a homológ a humán kollagenáz-1 rágcsálókban nem található, talán nem is létezik. Tehát az emberi kollagenáz-1 specifikus inhibitorai nem mutatnak terápiás hatásosságot kísérleti osteoarthritis rágcsálókban. A legtöbb MMP-inhibitorok létre, hogy dátumot, a nem-szelektív, és ezáltal gátolják a kollagenáz-3 (MMP-13) patogenezisében részt vevő kísérleti osteoarthritis rágcsálókban. Sőt, vizsgálatok kimutatták, NRA Beeley és munkatársai (1994), JMP Freije et al (1994), kollagenáz-3 expresszálódik humán ízületi porc az osteoarthritises betegeknél, és szerepet játszhat a betegség patogenezisében.

Feltételezhető, hogy ezek a neurotranszmitterek, receptorok vagy enzimek hasonló szerepet játszanak patogenezisében osteoarthritis szimulált egyes állat és az ember. Egy példa az a képesség, kemotaktikus leukotrién B4, amely egy humán, egér és nyúl kell tekinteni az azonos, de a tevékenység a antagonisták a hatóanyag között változik állatfajok 1000-szer. A kísérletek ilyen pontatlanságának elkerülése érdekében olyan módszereket kell létrehozni, amelyek lehetővé teszik a farmakodinamika in vivo vizsgálatát . Például bármely anyag hatását tanulmányozhatjuk exogén enzimek vagy humán mediátorok aktivitására. Ezt a technikát alkalmazták V Ganu és munkatársai (1994), hogy értékelje az MMP-inhibitorok által képességének meghatározására gyógyszerek felszabadulását gátló proteoglikánok izületi porc injekció után humán stromelezina nyúl térdízület.

Bár a szimulált osteoarthritis kísérlet eredményei a potenciális DMOAD hibás értékeléséhez vezethetnek, az állatok osteoarthrosisának modellje fontos szerepet játszik az alapvető vizsgálatokban. A humán betegségek kezelésében a farmakológiai hatóanyagok hatékonyságának végső döntése csak az emberen végzett klinikai vizsgálatok harmadik szakaszát követően végezhető el.